开江—梁平海槽东侧长兴组台缘生物礁发育特征及油气地质勘探意义

四川盆地开江—梁平海槽东侧已发现普光、黄龙场等大气田,是礁滩重要的勘探领域。为了进一步明确海槽东侧长兴组台缘生物礁发育特征,利用钻井、地震资料,以台缘生物礁外部轮廓、内部形态、平面展布为基础,开展海槽东侧台缘带、台缘生物礁发育特征研究。研究结果表明,开江—梁平海槽东侧台缘依据坡角差异性可划分为陡坡型和缓坡型,平面上具有分段特征,且发育缓坡退积型和陡坡叠加型两种模式,以缓坡退积型为主;台缘生物礁发育主要受海平面变化、同沉积多级断裂及区域拉张共同作用;缓坡台缘生物礁发育经历微古地貌形成期(吴家坪晚期)、缓坡滩发育期(长一期)、弱镶边台缘礁滩发育期(长二早期)、镶边台缘多排礁滩发育期(长二中期—长三期)4个演化阶段。开江—梁平海槽东侧长兴组缓坡多排礁分布面积广,油气成藏条件优越,是天然气勘探值得关注的重要领域。     

川东北地区长兴组台缘礁滩带沉积结构及储集层分布

利用露头、钻井、分析化验及地震资料,对川东北地区晚二叠世长兴期开江—梁平陆棚东、西两侧及城口—鄂西海槽西侧发育的三排台缘带沉积结构与礁滩储集层进行对比,识别出迁移-加积型和加积型两种台缘带沉积结构。迁移-加积型台缘带发育有元坝—龙岗—兴隆场和镇巴—城口—利川两个台缘带,生物礁滩具有明显的横向陡缓相间结构,缓坡区台缘斜坡和礁滩迁移明显,分布广,陡坡区加积明显;加积型台缘带主要为铁厂河—普光—罗家寨台缘带,横向上存在地貌陡缓差异,台缘礁滩集中发育,迁移不明显。沉积期古地貌和海平面变化联合控制台缘礁滩发育及储集层总体分布,生物礁滩主要分布在高位体系域中—上部,白云岩储集层普遍发育于高位体系域晚期,且陡坡区白云岩厚度大。储集层的分布具有明显的垂向差异性和分段性,长一段加积型台缘带易于形成白云岩储集层,陡坡区白云岩化略强;长二段多排生物礁滩共存的迁移-加积型台缘带易于形成连片的白云岩储集层,而加积型台缘礁滩白云岩化带较窄。     

川东北地区二叠系—三叠系多期台缘演化规律及勘探方向

基于等时层序格架,综合钻井和地球物理资料,对四川盆地开江—梁平海槽二叠系—三叠系多期台缘的演化规律进行了研究,探讨了不同时期的台缘类型、礁滩发育模式及展布特征。研究结果表明:①基于龙潭组和吴家坪组同时异相的沉积特征,以最大海泛面和地层旋回一致性为依据,对川中地区和开江—梁平地区的地层界线进行调整,可建立区域等时地层格架。②基于对龙岗地区茅口组—长兴组台缘带的重新刻画,证实开江—梁平海槽在茅口组二段沉积期出现台缘雏形,在吴家坪组沉积期持续发育,长兴组沉积期礁体规模最大,最后在飞仙关组沉积期逐渐消亡;台缘带的演化经历了茅口组沉积期的单斜缓坡模式、吴家坪组沉积期的远端变陡缓坡模式、长兴组沉积期的镶边碳酸盐台地模式。③开江—梁平海槽东、西两侧均有多期台缘叠置的发育特征,海槽西侧发育茅口组、吴家坪组、长兴组3期台缘,海槽东侧主要发育吴家坪组、长兴组2期台缘;根据生物礁的地震反射特征和不同时期生物礁的垂向叠置模式,识别出加积型生物礁和前积型生物礁,并预测了不同类型生物礁的分布规律。④四川盆地在二叠纪—三叠纪形成的多个NW向裂陷均具备形成多期台缘的构造背景,多期台缘叠加的生物礁滩储层是今后四川盆地的一个重要勘探领域。     

四川盆地台缘带礁滩大气区地质特征与形成条件

以四川盆地二叠系—三叠系长兴组—飞仙关组台缘带礁滩大气区为例,阐述了台缘礁滩体带状大气区形成条件与地质特征。四川盆地晚二叠世经历了克拉通内裂陷作用和基底断裂活动,在区域大缓坡背景下,形成了以城口—鄂西海槽、开江—梁平海槽及南充—绵阳台内洼地3个负向单元以及奉节—镇巴台坪、石柱—仪陇台坪、遂宁—磨溪台坪3个古地貌高点为特征的“三隆三凹”的古地理格局,台坪向海槽过渡的高能带环境发育大型台缘带礁滩体;经历早期溶蚀、回流渗透白云石化与埋藏溶蚀等建设性成岩作用,形成了沿台缘带分布的优质白云岩储集层;台缘带礁滩体具有良好烃源条件,断层发育,油气成藏条件明显优于台内礁滩体,台缘带控制天然气富集,即大型台缘古地理背景、规模白云岩溶蚀礁滩储集层、良好的下生与侧向气源条件和带状集群展布的岩性、构造及构造-岩性复合3类圈闭“四要素”有机配置决定带状大气区的形成与分布,展示了台缘带礁滩大油气区的良好勘探前景。图7表3参12     

四川盆地及邻区早三叠世印度期层序岩相古地理及有利勘探区带

通过大量钻井岩性统计、岩心观察、露头沉积相研究与地震相分析,结合板块构造演化等区域地质资料,以体系域为单元编制了4张三级层序地层格架下的四川盆地及邻区早三叠世印度期岩相古地理图,明确了开江-梁平盆地相主要发育于飞仙关组一段及二段沉积期,在飞仙关组三段沉积期已演化为台内洼地,以及不同时期盆地内部鲕粒滩体的展布与迁移特征,且在盆地周缘绵竹、湖北利川等露头发现了台地边缘鲕粒滩,为四川盆地飞仙关组鲕滩气藏的勘探提供依据。四川盆地飞仙关组各体系域都有鲕粒滩体分布,其中层序TSQ1高位体系域（相当于飞仙关组二段）及层序TSQ2海侵体系域（相当于飞仙关组三段）沉积期鲕滩规模最大,也是主要产气层段,滩体展布具有由台地内部不断向盆地相区迁移的特征。层序TSQ1海侵体系域（相当于飞仙关组一段）沉积期,开江-梁平盆地相两侧的镶边台地边缘鲕粒滩（坝）规模不大,鲕粒滩体主要分布于台内古地貌高地以及滨岸地带;层序TSQ1高位体系域沉积期,鲕粒滩（坝）沿开江-梁平盆地相两侧及城口-鄂西盆地相西南缘台地边缘集中分布;层序TSQ2海侵体系域沉积期,川北、川东地区发育鲕粒滩体且规模较大;层序TSQ2高位体系域（相当于飞仙关组四段）沉积期,滩体分布较少,主要为局限台地和蒸发台地沉积。四川盆地下三叠统飞仙关组天然气有利勘探区带主要是环开江-梁平盆地白云石化台缘滩相、城口-鄂西盆地西南缘白云石化台缘滩相以及溶蚀的台内滩相。     

四川盆地开江—梁平海槽两侧台地边缘形态及其对储层发育的影响

晚二叠世长兴期,受勉略洋扩张和区域拉张应力的影响,四川盆地北部发育了开江—梁平海槽。为弄清该海槽两侧台地边缘的形态及其上礁滩体发育的主控因素,在区域构造和沉积背景分析的基础上,基于二维、三维地震资料中礁滩体的反射特征和钻井资料,利用地质—地震解释技术,刻画出长兴期海槽两侧台地边缘的形态变化,建立了不同类型台地边缘之上礁滩体发育的地震反射模式和沉积模式,分析了其储层分布的主控因素和分布规律。结论认为:①长兴期,开江—梁平海槽两侧台地边缘形态可划分为断控陡坡型和缓坡型2大类,包含断层—陡坡型、陡坡型、缓坡—坡折型和缓坡型4种类型;②长兴期,海槽两侧台地边缘的形态是控制礁滩体规模、沉积模式的关键地质因素,也是造成礁滩体储层特征差异性的根本原因;③白云石化、多期溶蚀和裂缝作用是改善长兴组礁滩体储层质量的关键作用,有利储层主要位于每期礁滩体的顶部,分布于台缘带陡坡或基底断裂一侧。     

四川盆地长兴-飞仙关组的有利储集相带

为预测和优选有利的勘探区带,应用层序地层学的理论和方法,将四川盆地上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组划分为8个层序17个体系域,并建立了相关层序地层格架;通过对层序地层格架内沉积相展布的研究,发现该盆地长兴-飞仙关组发育台缘礁滩有利储集相带,并受开江-梁平海槽、鄂西-城口海槽及川西海槽的控制,沿海槽两侧呈条带状分布;通过台缘礁滩分布预测成果,结合多种地质信息进行综合分析,划分出3大类8小类有利勘探区带：Ⅰ.台缘礁滩区,包括鄂西-城口海槽西侧、开江-梁平海槽东侧、开江-梁平海槽西侧、川西海槽两侧;Ⅱ.台内礁滩区,包括川西区块、川中区块;Ⅲ.台内白云岩区,包括川南区块、川东区块。其中Ⅰ类是最为有利的勘探区带,是当前勘探的重点;Ⅱ类是Ⅰ类的有益补充,虽然取得了一定的突破,仍需要进一步加强勘探;Ⅲ类面积大,整体勘探和研究程度低,应加强综合地质研究,力争早日取得勘探突破。     

川东北铁山-黄泥塘地区飞仙关组鲕滩沉积特征及分布规律

综合运用钻井、测井、岩心和区域构造资料,对铁山-黄泥塘地区飞仙关组鲕滩沉积分布特征进行了详细研究,认为晚二叠世逐渐发育形成的北西向开江-梁平海槽对研究区飞仙关期鲕滩的分布起着初步的控制作用,同时北东向的基底断裂切割台地形成的相对隆升或凹陷,对区内飞仙关期鲕滩的分布起着进一步的修饰作用。结合全球海平面变化情况,认为扬子区晚二叠世长兴末期发育一次较大的海退,研究区飞仙关期鲕滩主要发育在海退中后期。飞仙关早期由于研究区呈台槽分异的沉积格局,区内主要发育台缘鲕滩;到飞三期海槽已基本填平,只在台地内部海底微地貌高地上发育台内鲕滩;飞四期由于海槽的完全填平,颗粒滩不再发育,研究区逐步演化为区域性潮坪相。     

四川盆地开江-梁平海槽周缘晚二叠世长兴期台缘礁滩沉积结构及其差异性

四川盆地开江-梁平海槽周缘长兴组生物礁滩型气藏是川东地区天然气勘探开发的主要对象,目前对海槽周缘台缘生物礁滩沉积结构及其差异性研究较少。综合岩心、薄片、测井和地震等资料,在海槽周缘地震地层格架对比基础上,分析海槽周缘台地前缘坡度角变化、生物礁滩岩性组成、成礁旋回、外部轮廓、垂向叠加样式、横向迁移、空间展布特征及其差异性。结果表明：①开江-梁平海槽形成于晚二叠世断陷期,受近北西走向的基底正断层活动控制,在海槽周缘发育近U形展布的台缘带,台缘古构造格局具有“西北陡峭水深、东南宽缓水浅”的特征。②海槽周缘台缘沉积结构包含4种类型,分别为断控陡坡-加积镶边结构、沉积陡坡-加积镶边结构、缓坡坡折-退积条带状结构以及极缓坡-迁移离散状结构。不同类型台缘结构间互式分布在海槽周缘,西侧和北侧台缘沉积结构以断控或沉积陡坡-垂向叠置型为主,东侧和南侧变为缓坡-退积迁移型。③成因机制上,构造古地貌和海平面变化联合控制了研究区的台缘沉积结构及其差异性。构造古地貌控制台缘带的构成样式及生物礁的发育空间,而海平面的旋回变化控制台缘生物礁滩沉积结构和迁移叠置。     

云阳—涪陵地区长兴组—飞仙关组沉积相研究

运用层序地层学的理论和方法,将云阳—涪陵地区长兴组—飞仙关组划分为4个三级层序,包括8个体系域,进一步建立相关层序地层格架。通过对层序地层格架内沉积相展布的研究,发现该地区长兴组—飞仙关组发育台缘礁滩和潮坪及台内礁滩有利储集相带,并受开江—梁平海槽的控制,沿海槽两侧呈条带状分布。此外,还受气候背景和台缘类型、台地部位及其类型以及海底高地貌的控制。在有利储集相带分布预测成果的基础上,结合多种地质信息进行综合分析,将研究区划分为5类有利勘探区带,即台缘礁区、台缘滩区、台缘潮坪区、台内礁区及台内滩区,其中台缘礁滩及潮坪区是最为有利的勘探区带和当前勘探的重点;台内礁滩区是台缘礁滩区的补充,可望取得突破。     

川东忠县—鱼池地区二叠系—三叠系海槽相、台缘相的发现及勘探意义

川东—鄂西地区晚二叠世—早三叠世发育开江—梁平海槽与城口—鄂西海槽,明确环海槽分布的台地边缘及沉积相带展布对指导二叠系—三叠系礁滩气藏的勘探开发具有重要现实意义。基于川东忠县—鱼池地区窑厂、千野草场、楠木桠和三墱坡剖面长兴组—飞仙关组的现场实测和系统取样分析,结合钻井资料和建南地区前期研究成果,认为大池干—石宝寨—高峰场区块为开阔台地相沉积,而开江—梁平海槽主体未向该区延伸;忠县—鱼池地区发育海槽相深水沉积,开江—梁平海槽与建南地区浅水陆棚直接相连,向东直接连通城口—鄂西海槽主体,其两侧发育台地边缘相礁滩沉积。通过确定台地边缘平面展布规律,进一步扩展了研究区内台地边缘分布范围,为川东地区二叠系—三叠系礁滩气藏的勘探开发揭示了全新的领域。     

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四川盆地上二叠统是发育在下二叠统侵蚀面上的一套海侵沉积。其碳酸盐岩沉积主体在川东及鄂西地区，沉积环境属碳酸盐缓坡。该沉积体系包括碳酸盐浅缓坡（海陆交互带）、碳酸盐深缓坡（细分为外带和内带）、海槽（盆地）和环海槽陆棚边缘带。这些沉积相带自四川盆地西南向东北大致呈同心弧状顺次展布，并随海侵的发展逐渐向西南方向迁移。至长兴期，受南秦岭裂陷洋强烈拉张的影响在川东北部形成开江—梁平碳酸盐海槽，并在陆棚边缘带和深缓坡带分别发育了陆棚边缘礁和点礁，由此开始了由碳酸盐缓坡向碳酸盐台地转化的过程。陆棚边缘礁带是生物礁发育的有利相带。陆棚边缘礁的个体明显大于缓坡内的点礁，分布密度大，是形成大中型生物礁气藏的有利相带。到长兴期末，这些陆棚边缘礁仍未能相互连接构成连续的障壁，致使四川盆地晚二叠世的沉积环境未能最终由碳酸盐缓坡转变为碳酸盐台地。     

川北地区长兴组沉积相和生物礁气藏分布规律

四川盆地北部地区晚二叠世长兴期沉积环境发生了明显分异，依据沉积特征可将其划分为碳酸盐深缓坡相、开阔台地相、海槽相、陆棚（台地）边缘相等单元，并以此建立了川北地区长兴期沉积模式。川东北区块和川西北区块在长兴期已由碳酸盐缓坡相演化为碳酸盐开阔台地相；在开江-梁平海槽相区内原划为下三叠统飞仙关组底部的高伽马低电阻层段应划入大隆组，在其中发现了晚二叠世具深水特征的骨针、放射虫、微体有孔虫及腕足等化石碎片。环海槽陆棚（台地）边缘带是寻找生物礁气藏的最有利相带，其贯穿整个川北地区，延伸数百公里；在二叠系长兴组生物礁相之上常有飞仙关组的鲕粒滩发育，二叠系、三叠系礁、滩叠合边缘相带可供勘探的面积达7300 km²，已获得天然气储量超过6000×10⁸m³，勘探潜力巨大。     

川西九龙山地区下二叠统高能滩地震预测

近年来,在四川盆地环“开江-梁平海槽”两侧礁、滩进行的油气勘探不断获得突破,发现了一批大型气藏,地震相与沉积相综合解释技术对上二叠统生物礁和下三叠统鲕滩的勘探突破发挥了重要作用,但针对下二叠统的滩相勘探一直没有新的突破。之前,对川西九龙山地区下二叠统栖霞组和茅口组的高能滩预测主要注重地质、测井研究,或利用地震反演方法开展储层预测,从未对茅口组、栖霞组进行地震相研究。为此,针对该区栖霞组和茅口组均为典型的碳酸盐缓坡沉积环境且不同的沉积环境具有不同的地震相特征,可利用地震相、沉积相综合解释技术,来预测有利的古地貌和沉积相带,进而预测高能滩的发育有利区。通过地震相特征分析,下二叠统具有３大地震相特征：①地震反射时间厚度异常增加;②下二叠统内部反射同相轴增多;③下二叠统底界明显超覆于志留系之上。利用这３种不同的地震相特征预测了有利于高能滩发育的古地貌区域。经实钻证实,采用该预测方法能够提高下二叠统高能滩储层的钻探成功率。     

四川盆地二、三叠系碳酸盐岩大气田类型及其成藏规律

四川盆地二、三叠系碳酸盐岩大气田分属3种类型,即台地边缘礁滩气藏、台地相粒屑滩与白云岩气藏、风化壳复合圈闭气藏,分析研究其成藏规律对于寻找下一步勘探有利区带具有重要意义。研究结果表明：①台地边缘礁滩气藏储层相控特征明显,烃源供给与成藏过程受古隆起与现今构造控制,早期运聚,晚期调整;②台地相粒屑滩与白云岩气藏多为晚期成藏,多套薄储层叠加,有效的断裂疏导体系是获得规模气藏的关键;③风化壳复合圈闭气藏储层受沉积相、岩溶作用控制,颗粒岩叠加同生、表生岩溶改造是形成风化壳储层的关键,风化壳优化了烃源岩、储集层、圈闭、盖层搭配条件,断层、地层接触关系构成断面、侧面与上部“倒灌”等多种方式充注,早期成藏,晚期调整。     

四川盆地东北部二叠系长兴组海侵生物礁研究

四川盆地东北部晚二叠世长兴期为碳酸盐台地–盆地（海槽）环境。在台地边缘和局部高地发育了较多的台地边缘礁和台内点礁。根据海平面上升速度和生物礁生长速度将这些生物礁划分为海侵追补型和海侵并进型,并对这两种类型的生物礁岩性组合、储集性及影响因素和分布进行了研究。并进型生物礁为水体向上变浅的岩性组合,经历白云岩化和埋藏溶解作用的强烈改造,白云岩和次生孔隙发育,储集性较好,主要分布于开江—梁平附近及其西南部的长兴组中、上部,为最有利的勘探区块。追补型生物礁为向上变深的岩性组合,主要由石灰岩组成,储集空间较少,储集性较差,主要分布于城口—鄂西地区以西的长兴组中、下部,在有裂缝的区域,可作为较有利的勘探区块。